package com.hsp.learn.queue;

import java.util.Scanner;

/**
 * @Author Zan
 * @Create 2024/9/12 13:46
 * @ClassName: CircleArrayQueueDemo
 * @Description : 数组实现环形队列
 */
public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试一把
        System.out.println("测试数据模拟环形队列案例~~~~~~~");
        CircleArrayQueue queue = new CircleArrayQueue(4); // 说明设置4，这里的有效数据最大是3
        char key = ' '; // 接受用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        // 输出一个菜单
        while (loop) {
            System.out.println("s(show): 显示队列");
            System.out.println("e(exit): 退出程序");
            System.out.println("a(add): 添加数据到队列");
            System.out.println("g(get): 从队列里面取出数据");
            System.out.println("h(head): 查看队列头的数据");
            key = scanner.next().charAt(0); // 接受一个字符
            switch (key) {
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g': // 取出数据
                    try {
                        int res = queue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h': // 查看队列头的数据
                    try {
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e': // 退出
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");
    }
}

class CircleArrayQueue {
    private int maxSize; // 表示数组的最大容量

    // front 指向队列的第一个元素
    private int front; // 队列头

    // rear 指向队列的最后一个元素的后一个位置
    private int rear; // 队列尾

    private int[] arr;

    // 创建队列的构造器
    public CircleArrayQueue(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        arr = new int[this.maxSize];
        // 默认就是0，可以省略不屑
        front = 0;
        rear = 0;
    }

    // 判断队列是否满
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    // 判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }

    // 添加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        //  判断队列是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列满，不能加入数据~");
            return;
        }
        // 直接将数据加入
        arr[rear] = n;
        // 将 rear 后移，这里必须考虑取%
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    // 获取队列的数据，数据出队列
    public int getQueue() {
        // 判断队列是否空
        if (isEmpty()) {
            // 通过抛出异常来处理
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
        }
        // 这里需要分析出 front 是指向队列的第一个元素
        // 1.先把 front 对应的值保存到一个临时的变量
        // 2.将 front 后移，这里必须考虑取%
        // 3.将临时保存的变量返回
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;
    }

    // 显示队列的所有数据
    public void showQueue() {
        // 简单遍历
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列空的，没有数据");
            return;
        }
        // 思路：从 front 开始遍历，遍历多少个元素
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
        }
    }

    // 求出当前数据有效数据的个数
    public int size() {
        // rear = 1
        // front = 0
        // maxSize = 3
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    // 显示队列的头数据，注意：不是取出数据
    public int headQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列空的，没有数据");
        }
        return arr[front];
    }
}
